一种厚煤层大巷煤柱回收方法与流程

本发明属于煤矿开采领域，具体涉及一种厚煤层综合机械化放顶煤大巷煤柱回收方法。

背景技术：

随着矿井开采年限的增加，煤炭储量日渐减少，不少矿井的煤炭资源已经日益枯竭，回收各类煤柱已成为矿井增加产量的一项重要措施。因此，提高煤炭资源回收率，减少煤炭损失、延长矿井服务年限是当前煤炭企业需要亟待解决的关键问题之一。大巷、上下山等残留保护煤柱因曾受到各种采、掘等生产活动的反复影响，煤柱回采工作面顶板管理难度大，工作面漏风严重，加上大巷煤柱周围均为采空区，形成孤岛工作面，工作面及其周围巷道附近应力集中程度高，顶板运动剧烈，两顺槽巷道的布置与支护难度较大，工作面与采空区容易串风，危险性高，煤柱的回收工作变得异常困难。目前采用的煤柱回收方法主要有房柱式采煤法、巷采、短壁开采等，但对于大巷煤柱的回收来说，这些方法普遍存在资源回收率低，通风系统不完善，通风效果差，无法实现对大巷煤柱安全高效的回收。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种厚煤层大巷煤柱回收方法，可以高效、安全的回收大巷煤柱。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种厚煤层大巷煤柱回收方法，包括以下步骤：

（1）巷道布置，在需要回收的大巷煤柱中，采用留小煤柱沿空掘巷的布置方式掘进两条顺槽，小煤柱的宽度为3～5m；

（2）空巷填充，对回收大巷煤柱工作面内的原大巷空区进行分段填充，分段填充方式为沿大巷轴向方向每隔10米填充5米，充填材料为无机充填材料；

（3）对煤柱的回采工作面安装采煤设备进行回采。

所述回采工作面采煤设备为长壁放顶煤采煤设备。

所述回采工作面采煤设备为综采设备。

所述无机充填材料为煤、粉煤灰、水泥、发泡剂混合物。

所述无机充填材料为黄土、矸石、粉煤灰、水泥、发泡剂混合物。

本发明方法解决的技术问题如下：

1、使用该方法对大巷煤柱进行回收，可以显著提高大巷煤柱的回收率，避免资源的浪费。采用长壁工作面有利于于发挥综采的优势，提高回采速度，增加矿井的产量；

2、本方法适用的煤层厚度范围以5-12m为宜，但对于中厚煤层的开采也同样适用，只需将放顶煤工艺换成普通的综采即可，其他方面的布置仍然沿袭本方法，采煤设备仍可使用矿上原有设备，不需要其他设备的投入；

3、除了应用于大巷煤柱开采以外，对于上下山的开采也同样的适用。对于厚煤层而言，如果倾角满足放顶煤的开采要求，可以使用放顶煤工艺进行回采；如果是中厚煤层，换成普通的综采即可。

附图说明

图1是本发明巷道布置示意图；

图2是本发明大巷空区分段充填示意图；

图中：1-回风顺槽，2-小煤柱，3-采空区，4-原矿井轨道大巷，5-原矿井运输大巷，

6-液压支架，7-采煤机，8-前输送机，9-后输送机,10-运输顺槽。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式：

如图1所示，本发明一种厚煤层大巷煤柱回收方法，采用留小煤柱沿空掘巷的布置方式掘进两条顺槽，然后布置长壁放顶煤采煤工作面，工作面内安装采煤设备，工作面内的空巷则采用分段充填的办法。

具体包括如下步骤：

1、巷道布置：如图1所示沿着采空区3边缘掘进回风顺槽1、运输顺槽10，前述两顺槽与采空区3之间留设小煤柱2，采用留小煤柱沿空掘巷的布置方式，即顺槽与采空区3之间的小煤柱尺寸较短，小煤柱的宽度3～5m；

2、空巷充填：如图2所示，沿巷道轴向方向对工作面内原矿井轨道大巷4、原矿井运输大巷5的空区进行填充，充填5m，然后隔10m，再充填5m以此方式不断填充。充填材料可以选择煤+粉煤灰+水泥+发泡剂或者黄土+矸石+粉煤灰+水泥+发泡剂的无机充填材料；空巷填充是因为工作面内的原大巷轴向方向与工作面推进方向一致，会给回采工作面带来困难，严重时会造成冒顶事故，威胁工作面安全生产，所以需要利用合适的材料对空巷进行充填，保证工作面的安全生产；

3、在煤柱工作面布置双滚筒采煤机7、液压支架6、前输送机8，后输送机9；然后采煤机开口割煤，装煤，刮板输送机运煤,清煤，移架，移前输送机，放顶煤，移后输送机。

装煤：由采煤机螺旋滚筒完成装煤工作；

运煤：采煤机割下的煤由刮板输送机运走；清煤：由刮板输送机铲煤板完成清煤工作；

移架：采煤机正常割煤时，滞后前滚筒3m时将前探梁伸出，临时支护顶板，当滞后后滚筒3m时，将前探梁收回并进行移架；

移前输送机：在采煤机进行端部斜切进刀时，将前部输送机斜切进刀段包括机尾（头）全部推向煤壁；在采煤机完成斜切进刀反向割三角煤后进入正常割煤，在距离采煤机为10m时，即将前部输送机推向煤壁；

放顶煤：放煤工作是在采煤机割煤并移架后进行，采放平行作业，放煤方式为多轮顺序放煤；

拉移后输送机：工作面后部输送机在支架前移后处于放煤位置，滞后放煤支架10-15m拉后部输送机；

完成以上操作后，进入下一个循环。

超前支护可以采用单体支护、超前支架等多种支护形式，顶板管理采用全部垮落法管理顶板。

采煤机采用端头斜切进刀方式，双向割煤，液压支架及时支护顶板。工艺流程如下：

（1）采煤机向机尾割煤：采煤机正常上行（向机尾）割煤→移架→推前部输送机（斜切进刀段）→放顶煤→拉后部输送机→采煤机割透上端头（机尾）后下行割底煤斜切进刀→移架、推前部输送机、放顶煤（斜切进刀段）→反向上行割三角煤至上端头（机尾）→下行割透底煤（完成一刀）

（2）采煤机向机头割煤：采煤机正常下行（向机头）割煤→移架→推前部输送机（斜切进刀段）→放顶煤→拉后部输送机→采煤机割透下端头（机尾）后上行割底煤斜切进刀→移架、推前部输送机、放顶煤（斜切进刀段）→反向下行割三角煤至下端头（机头）→上行割透底煤（完成一刀）。

技术特征：

技术总结
本发明的目的在于提供一种厚煤层大巷煤柱回收方法，包括巷道布置，采用留小煤柱沿空掘巷的布置方式掘进两条顺槽，小煤柱的宽度为3～5m；空巷填充，对工作面内的大巷空区进行分段填充；对煤柱的回采工作面安装采煤设备进行回采。本发明方法可以高效、安全的回收大巷煤柱。

技术研发人员：芦志刚;郜富平;秦勇;白璐;籍志强;董飞;左飞;郭小刚;刘鹏;孙晓争
受保护的技术使用者：山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿
技术研发日：2018.11.15
技术公布日：2019.04.05